Самая правильная технология асфальтирования дорог
Дороги считаются «артериями» сложного «организма» любой страны. От их качества в первую очередь зависит процент возникновения аварийных ситуаций. При проектировании дороги учитывается целый ряд факторов: будущая нагрузка от автотранспорта, природные условия, близость залегания грунтовых вод и даже хозяйственная деятельность человека в районе прокладки дорожного полотна. Мало просто уложить хороший асфальт, его необходимо своевременно ремонтировать и осуществлять грамотное обслуживание. Налаженное транспортное сообщение провоцирует к возникновению новых населенных пунктов или возрождения старых, строительству промышленных и коммерческих объектов, а так же развитию хозяйственной и культурной деятельности человека. Соответственно новые дороги играют роль активного участника в развитии общества по разным направлениям. Существует несколько вариантов укладки дороги, а процесс ее строительства является сложным и многоэтапным. Рассмотрим в действительности или нет, сложна технология асфальтирования дорог.
Виды асфальтирования
На данный момент технология асфальтирования дорог бывает двух видов. Эти виды получили свои названия в соответствии с температурой асфальтобетонной смеси, которая при них используется.
Разница в степени вязкости битума в разных типах смесей, что и определяет температурный режим укладки. Метод с применением холодной смеси применяется все чаще. Он имеет ряд своих преимуществ:
Но, к сожалению, этот способ удобен только для текущего ремонта. При строительстве новой дороги или во время капитального ремонта специалисты все же используют старый, верный способ горячего асфальтирования. Именно горячая смесь по поверхности распределяется лучше и хорошо уплотняется, соответственно можно говорить о более длительных сроках эксплуатации такого дорожного покрытия. Горячая асфальтобетонная смесь до момента использования должна быть строго определенной температуры (не ниже 120 градусов). Для ее поддержания используется специальная техника. При снижении температуры до определенного уровня смесь считается испорченной и непригодной к применению.
Интересно знать: кстати, ранее существовала еще и третья технология асфальтирования дорог, но в нулевых это определение исчезло из официальных терминов. Введение нового ГОСТа оставило место только двум технологиям, признав третью малоэффективной, а потому и нежизнеспособной. «Теплое» асфальтирование осуществлялось при температуре смеси не ниже 70 градусов. В качестве жидкой основы в этих смесях использовались жидкие и вязкие битумы.
Особенности материалов
Асфальтобетон является смесью, используемой в строительстве дорожных покрытий, состав которой оптимально подобран на основе минералов. В качестве минералов используются: песок, щебень, жидкий битум или битумная эмульсия, минеральный порошок. В соответствии с ГОСТом в зависимости от того, какой каменный материал лежит в ее основе, смесь классифицируется на три типа:
Существует еще одна классификация, которая основывается на размерах минеральных зерен в смеси:
При этом холодные смеси могут быть исключительно песчаными или мелкозернистыми. Так же выделяют еще три группы по проценту содержания гравия или щебня (каменной составляющей):
Именно твердые «ингредиенты» асфальтной смеси после укатывания заполняют собой все образующиеся воздушные полости.
Также существует исключительно «горячая» классификация по остаточной пористости материала, то есть по процентному объему «пор» в материале после его уплотнения. Она, как вы уже поняли, используется только для горячих асфальтобетонных смесей:
Асфальтобетонную смесь применяют не только в качестве основы для дорожных покрытий, хотя здесь она себя зарекомендовала, как один из наиболее надежных и экономичных материалов. Асфальт используют для покрытия площадей, аэродромов, садовых дорожек, частных дворов и полов в помещениях промышленного назначения.
Интересно знать: все виды асфальта подразделяются на два типа: натуральные и искусственные. Искусственные применяются повсеместно. Проезжая по городу вы имеете дело именно с искусственно созданным асфальтом. Натуральные образуются после испарения нефти и состоят из ее тяжелых остатков.
Горячий способ
Горячая смесь известная своей «выносливостью». Она способна выдерживать колоссальные нагрузки, поэтому применяется для строительства и ремонта оживленных дорог, с высокой проходимостью автотранспорта. Для приготовления смеси необходимо обеспечить температуру 100-130 градусов. Превышать или занижать температурную планку категорически запрещено, поэтому без специальной техники в этом деле не обойтись. При засыпании минерального порошка и щебня температура уже должна достигать 100 градусов. Параллельно битум разогревается до кипения. Компоненты непрерывно перемешиваются. Смесь сразу же доставляется к месту проведения работ или замешивается сразу же «не отходя от кассы». Укладывать асфальт тоже нужно быстро. Недопустимо создание «швов». Последующие слои должны укладываться на еще горячий предыдущий. Во время работы с горячей смесью возможно ее «прилипание» к катку. Чтобы этого избежать, покрытие постоянно смачивают водой. Для применения такого «чувствительного» материала необходима команда специалистов, которая обеспечит слаженную работу.
Холодный способ
Как вы видите, ни лютые морозы, ни «адская жара» не станет помехой для проведения качественных дорожных работ. Холодная смесь просто хранится в специальной упаковке при комнатной температуре. Никаких манипуляций с ней проводить не нужно, она уже готова к использованию. Используется этот материал только для ремонтных работ. Он отличается довольно высокой стоимостью. К сожалению, его прочность тоже оставляет желать лучшего, поэтому при строительстве автострад и основных дорог холодная смесь не применяется. Хотя в характеристиках материала и заявлена возможность укладки при высоких температурах, прочность покрытия сильно «страдает» именно летом.
Какие этапы включает в себя технология асфальтирования дорог
Ремонт или строительство новой дороги всегда начинается с проектирования. Этот этап самый первый и один из наиболее важных. Неверно составленный проект дороги впоследствии может привести к необходимости ее замены и повторному строительству. Поэтому, чтобы не пополнить ряды тех самых скупцов, которые платят дважды, лучше не экономить на проектировании. Затем место под дорогу тщательно расчищают от растительности. Затем с помощью погрузчиков и бульдозеров снимают верхний слой грунта. Грейдерами разравнивают поверхность образовавшейся «траншеи». В соответствии с отметками формируют так называемое дорожное корыто и хорошенько уплотняют его.
Следующим этапом станет формирование дорожной подушки. Именно она в будущем будет отвечать за равномерную нагрузку от транспорта и предотвратит проседания дорожного полотна. «Подушка» состоит нескольких слоев «наполнителя»:
Щебень засыпается для упрочнения всей «подушки», а мелкий щебень необходим для заполнения пустот. Все слои обязательно трамбуются грейдером. Толщина слоя щебня будет напрямую зависеть от назначения будущего полотна. К примеру, для пешеходных дорожек достаточно и 5 см, а для дорог, по которым будет следовать грузовой транспорт толщина слоя должна достигать 30 см. Бортовой камень устанавливают по бокам будущей дороги. После завершения формирования «подушки» ее проливают битумом для лучшего закрепления будущего покрытия.
На заключительном этапе строители приступают непосредственно к укладке самой асфальтобетонной смеси. Ее либо готовят сразу же на месте работ (чаще всего в случаях масштабного строительства), либо привозят на специальной технике. Смесь равномерно распределяют по «подушке», а затем трамбуют несколькими асфальтоукладчиками. Укладывают асфальтобетон в несколько слоев, что добавит прочности покрытию.
Российская технология использует отходы конвертерного производства
Экономия природных материалов, утилизация техногенных отходов и хорошие эксплуатационные свойства дороги — таковы положительные черты метода, разработанного компанией БФБ (резидент «Сколково»).
Речь идет о технологии укрепления грунта конвертерным шлаком сталеплавильного производства. «Сама по себе технология укрепления (стабилизации) грунта не нова,— рассказывает гендиректор БФБ, изобретатель Петр Бишко.— Она существует с середины ХХ века. При строительстве дороги в существующий грунт добавляют связующий компонент (в 99% случаев это цемент), все это перемешивают, доливают воды и уплотняют катками. Мы вовлекли в эту технологию конвертерной шлакмелкой фракции отходы сталеплавильного производства. Перемешивая существующий грунт с конвертерным шлаком, внося минимальное количество цемента и разработанный нами химический реагент — модификатор, мы получаем сверхпрочную и одновременно пластичную поверхность, которая гарантирует долгий срок эксплуатации и высокую несущую способность».
Одно из важнейших достоинств технологии в том, что она позволяет экономить природные материалы (песок и щебень) и перерабатывать техногенные отходы. Между тем образование шлаков в металлургии — процесс неизбежный и необратимый. Один только Новолипецкий металлургический комбинат (НЛМК) ежегодно производит 2,5 млн тонн конвертерных и 3,5 млн тонн доменных шлаков. А ведь есть еще «Северсталь» (Череповец), Магнитогорский металлургический комбинат и т. д.
«Нашу технологию рекомендуется применять при строительстве сельских дорог, дорог пятой категории, а также оснований всех типов дорог,— продолжает Петр Бишко.— Она позволяет заказчику (чаще всего это региональный бюджет) экономить 30–40%, получая качественные дороги. Сроки строительства сокращаются в полтора-два раза, а покрытие получается такое надежное, что минимум три года простоит без ремонта».
В 2018 году по технологии укрепления компании БФБ грунта было построено около 30 тыс. кв. м дорог, в том числе кольцевая дорога в одном из развлекательных комплексов Подмосковья. БФБ помогла экономить и своему ключевому партнеру — группе НЛМК, построив по своей технологии пол на складе холодной отгрузки «НЛМК-Калуга». Экономия для предприятия составила около 30%.
В августе этого года дорога по новой технологии появилась в селе Теплое Липецкой области. «Раньше центральная улица имела неровное гравийное покрытие, по которому было трудно пройти, а в распутицу она чуть ли не превращалась в болото,— говорит Петр Бишко.— Теперь дорога стала гладкой, ровной и прочной. Там с удовольствием гуляют мамы с колясками, дети катаются на роликах. Сейчас мы строим дорогу в Липецке — по ней большегрузная техника пойдет в объезд жилого района. Нашей технологией заинтересовался еще и Тербунский район Липецкой области: там в ноябре в одном из сел мы будем строить дорогу площадью 4800 кв. м.
Петр Бишко считает, что шлаки Новолипецкого комбината целесообразно использовать в радиусе 700–800 км от Липецка, что почти полностью охватывает Центральный федеральный округ. «При существующем размахе дорожного строительства, особенно в ЦФО, необходимо вовлекать в дело этот чудесный материал, качественные характеристики которого сродни твердым горным породам»,— уверен изобретатель.
Однако использование шлаков черной металлургии не исчерпывается технологией укрепления грунта. Их можно применять в дорожном строительстве для борьбы с колеей! «Использование конвертерных шлаков в слоях износа — верхних слоях асфальтобетона — может значительно снизить образование колеи за счет низкого коэффициента истираемости,— объясняет Петр Бишко.— В США существует богатый опыт вовлечения шлаков в верхние слои асфальта для борьбы с образованием колеи на дорогах первой категории. Осенью и зимой мы проведем лабораторные испытания, а в следующем году планируем уложить покрытие с использованием конвертерных шлаков. Конечно, это должен быть участок с высокой интенсивностью движения, причем не просто дорога, а трасса типа М4 “Дон” или М11 Москва—Санкт-Петербург, где ежедневно проходит огромный трафик. Будем побеждать колею».
Alex350110 › Блог › Как строят дороги в Германии и почему так не делают у нас
Немецкий автобан давно стал в России синонимом качественной, надёжной и скоростной дороги. И ведь понятно, на кого нужно равняться, но всё равно так строить не хотят. Хотя могут.
В результате, в России каждый год перекладывают асфальт, а в Европе такой же участок служит без ремонта от 30 до 50 лет.
Недавно я ездил в Германию и своими глазами видел, как ремонтируют федеральную трассу. Знаете, в чём секрет?
В переводе с немецкого “автобан” — это всего лишь “дорога для автомобилей”. В то же время, это и система шоссе, опутывающих всю страну. Они действительно надёжные и безопасные, факт. У нас с ними огромная разница как в подходе, так и в технологиях строительства. Если говорить о хайвеях, то есть скоростных трассах, то на Западе их всё чаще делают не из асфальта, а из цементобетона. Тут самое время ухмыльнуться и вспомнить российские “бетонки” из сложенных рядом плит. Но они не имеют ничего общего, хотя и наши старые военные дороги порой лучше положенного на лужи асфальта.
А теперь давайте посмотрим, как строят знаменитые автобаны на примере участка трассы А5 в районе Баден-Бадена.
Но любое покрытие со временем требует замены. Здесь подошли основательно: никакого “ямочного» ремонта. Перекрыли часть магистрали, свели потоки (не забыв про разделительный бордюр даже при временной схеме движения!), аккуратно и понятно всё огородили столбиками, нанесли временную разметку. Умиляет, как немцы отмечают временно закрытый съезд на трассу на дорожном указателе.
Капитальный ремонт дороги, по сути, означает построить её заново. Я увидел работы на стадии, когда уже закончили укрепление грунта и подготовили основание для укладки. Бригада рабочих трудится по 12 часов, начиная с 5 утра. За день они проходят от 700 до 1000 метров.
Рассказать о технологии укладки такой дороги можно в нескольких предложениях. Само собой — поверхностно, без подробностей и производственных секретов. Но вы процессе нет ничего фантастического, невероятного или такого, что было бы не под силу применить в России.
Типичный автобан в Германии можно представить в виде “бутерброда”, который состоит из морозостойкого слоя основания, щебеночно-песчаного основания 25 см, укреплённого цементом, покрытия из цементобетона толщиной 27 см. Сверху “соус” по вкусу заказчика — финишная обработка, например, слой бетона с обнажённым заполнителем (по-немецки waschbeton) или алмазная фрезеровка поверхности.
Самосвалы привозят материалы, цементобетонную смесь двух сортов (для верхнего и нижнего слоя покрытия) с расположенного поблизости мобильного завода.
Привезённую “горку»материала разравнивают по ширине дорожного полотна. Всё делает дорожная техника, человек только контролирует процесс.
Образцы материалов для основания, «нижней булки сэндвича”.
“Рельсами” же служит водоотводная система, устроенная по центру дороги. Натянутая параллельно дороге струна работает направляющей.
В процессе укладки дороги участвует небольшое количество рабочих: ручной труд здесь практически не требуется, на объекте заняты не больше 15 человек. На этой фотографии они как раз закончили штыревое армирование, закладку дюбелей в поперечные швы.
Продольные швы также укрепляются анкерами (фотографии, к сожалению, нет). Дюбели фиксируют положение плит в вертикальной плоскости и распределяют нагрузку между соседними плитами. Анкеры не дают разойтись или сдвинуться плитам вдоль продольных швов.
По схожей же технологии в мире сейчас строят взлётно-посадочные полосы аэропортов, в том числе новую ВПП в “Домодедово” и в самарском “Курумоч”. Кстати, в России тоже есть современные цементобетонные трассы, но их ничтожно мало, всего 2%, и то лишь отдельные участки дороги. Например, бетонную дорогу проложили к Дальневосточному Федеральному университету на острове Русский к прошедшему в прошлом году саммиту глав стран АТЭС.
Сколько стоит такая дорога? По словам представителя подрядчика, весь проект по ремонту 10-километрового участка трассы (три полосы плюс обочина) обошёлся в 20 миллионов евро. То есть, 1 км = 2 млн евро. В России, в среднем 1 км ремонта федеральной трассы стоит 850 тысяч евро (данные марта 2017 года), при том что сами дороги у нас уже.
Но при этом, нормативный срок службы бетонного шоссе 30 лет (по факту больше), а асфальтированного — 13-15 лет (по факту меньше). В Европе же, благодаря технологиям, начальная стоимость строительства дорожного бетонного полотна почти сравнялась с расходами на укладку “классического” асфальта, потому там всё чаще строят из цементобетона — считают свои деньги на годы вперёд.
Идеально гладкое покрытие ложится, словно масло на хлеб. Но больше всего на стройке меня впечатлили не инновации, а люди. Машины оставили им не так много тяжёлой работы, контролировать и проверять. Но видели бы вы, с какой любовью и практически нежностью (по отношению к дороге) эти суровые рабочие мужики делают своё дело. Ни одного небрежного движения, ни намёка на халтуру. Они строят дорогу для себя и своих детей, для своей страны. Им потом по ней передвигаться, зачем делать плохо? Но здесь я не открыл «Америку», немцы известны таким отношением к делу.
Красиво, правда? Наверное, читатель уже заподозрил неладное и готов писать комментарий, что в Германии и зима не зима, и грунты другие, в России даже асфальт не приживается, отторгает его земля, не то что бетон новомодный! А вот и нет, цементобетон может и лучше приживётся, если не халтурить и не воровать. Один из плюсов технологии — отсутствие деформаций при изменениях температуры и сакральных “переходах через ноль”. В Америке, где в южных штатах бывает очень жарко, а в северных очень холодно, это тоже давно поняли, поэтому там 60% всех дорог страны как раз с таким покрытием. Так что привет любителям сказок про суровый климат.
Ещё одна байка, уже про бетонные дороги, что они очень шумные. Это устаревшая информация, так как современные способы строительства позволили полностью приблизиться по уровню шума к асфальтовому покрытия. А вот в плане экологии и безопасности такая технология намного лучше: асфальт делают из нефти, бетон — из известняка. Он не выделяет токсичные газы при нагревании и подходит для вторичной переработки. Ещё, бетон отражает в три раза больше света, и водить ночью будет комфортнее.
Чтобы быть объективным, есть и недостатки. Например, после прохода асфальтоукладчика, дорога готова уже через 8 часов, а бетон обретает полную прочность лишь спустя несколько дней. А если основание пришло в негодность, нужно менять целую плиту, “ямочным” ремонтом не отделаешься. В то же время, шанс, что дорога получит повреждения, значительно меньше: покрытие распределяет нагрузку на более широкую площадь, грузовики меньше “убивают” дорогу и не создают колейность.
Когда ремонт закончится, на разделительной полосе не забудут посадить газон.
Швы прорезают для того, чтобы избежать растрескивание стяжки, которое как раз и может вызвать разрушение дороги. Швы герметизируют при помощи резиновых уплотнителей.
Позже нанесут разметку, светоотражающие и специальные шумовые полосы на границе с обочиной. Только после этого откроют движение для автомобилей. Которые смогут безопасно ездить по этой трассе даже на высоких скоростях. Примерно 50% немецких дорог имеют лишь рекомендованный скоростной лимит.